车辆开始行驶后，由于惯性将保持向前方移动，用较小的扭力即可让车辆继续向前行驶，所以改换入齿轮半径较小齿轮比小，扭力放大倍数较小但旋转转速较快的小齿轮高速档，即可用较少的引擎转速达到相同的车速来省油，或让车速更快。齿轮比小于一的省油档称为overdrive超比档，密齿轮比是指各档位齿轮比落差小，代表各档扭力落差小，有利于车辆加速)，并提供倒档和空档。通常，驾驶员通过踩离合器踏板和操纵换挡杆可以在任何档位间进行选择。也有少数手动变速器，如摩托车变速器，某些赛车变速器，只允许顺序换挡，这些变速器被称为顺序换挡变速器。
近年来随着电子控制元件耐用度的改善，由电脑控制自动切换离合器自动换档的自动手排变速箱在欧洲车上也愈来愈普及，变速箱同时具有两组离合器，每次换档时自动切换到另一组未使用的离合器迅速啮合，不需如传统手排变速箱得等唯一一组离合器分开后再重新啮合，换档速度更快，换档震动也更小。
变速箱的作用
发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先，任何发动机都有其峰值转速。其次，发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如，发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比，换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。理想情况下，变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱(CVT)就具有这种特性，可以较好的发挥发动机的动力性能。
